(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
用紙搬送に用いられる複数のローラの対向する面間の間隔の変化を検出することが可能な画像形成装置であって、
第１面を有する第１のローラと、
前記第１面に向かってまたはそれから離れるように相対的に移動可能な第２面を有する第２のローラと、
前記第１面および前記第２面の１つと関連するように設けられた強磁性材料と、
前記強磁性材料から間隔をおいて配置され、前記第１面および前記第２面の他の１つと関連して動作する巨大磁気抵抗効果センサと、
を備え、
前記第２面が前記第１面に向かってまたはそれから離れて相対的に移動し前記第１面と前記第２面の間隔が変化するときに前記強磁性材料によって発生される前記磁界の変化を測定することで、前記第１のローラ又は前記第２のローラの摩耗又は汚染物を検出することを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、対向する面間の間隔の小さな変化を検出できるデバイスおよびそのデバイスを用いて対向する面間間の間隔の小さな変化を検出する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
像形成装置（イメージデバイス）には、たとえば、電子写真およびエレクトログラフィプリンタ、インクジェットプリンタ、ならびに感熱式プリンタが含まれる。これらの装置において、像形成基板（サブストレート）は、供給経路に供給され、装置を通って移送され、像形成器に送られ像形成される。通常、多数の像形成基板、たとえば紙シートは、像形成装置のスタックに貯蔵される。基板は、基板が個別に供給経路の送られ像形成されるように互いに分離される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
一般的に、像形成装置において発生する問題は、複数供給（マルチフィード、すなわち互いに重なり合った複数の基板が同時に供給経路に供給されることである。複数供給は、隣接するシートが互いに付着されることによって発生する。たとえば、紙シートのスタックは切断によって形成される。シートが切断要素によって切断されるとき、隣接するシートの端部が相互に付着される場合がある。シートが、像形成装置の分離装置によってそれぞれから適切に分離されない場合、２枚以上のシートが複数供給として供給経路に供給される場合がある。複数供給は、圧力または摩擦によって引き起こされる隣接するシート間の静電引力によって生じる場合もある。
【０００４】
複数供給は、像形成装置において種々の問題を引き起こす場合がある。像形成装置は、シートの１面または対向する２面に像形成することができる。像形成装置は、１面または両面像を形成する単独またはタンデムプリントエンジンを備えることができる。複数供給が発生する場合、シートは像形成されずに装置を通過する場合がある。タンデムプリントエンジン装置において、複数供給が発生する場合、シートの対向する両面に印刷することは不可能であり、その結果、両面プリントは形成されない。その上、複数供給によって、供給経路の紙詰まりが発生し、紙詰まりを取り除くことができるまで像形成を停止しなければならない場合がある。
【０００５】
複数供給は、標識、たとえばラベルを基板上に貼付する装置において発生する場合がある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明によって、対向する面間の間隔の小さな変化を検出できるデバイスが提供される。
【０００７】
また、本発明によって、本検出デバイスを備える装置が提供される。本検出デバイスは、装置内に組み込むこともできるし、装置の最初の構成要素とすることもできる。
【０００８】
また、本発明によって、基板を供給する経路を備える装置と、経路上における基板の複数供給を検出するための、本発明によるデバイスを備える装置と、が提供される。
【０００９】
また、本発明によって、基板に接触する構成要素表面の摩損および／または汚染を検出する、本発明によるデバイスを備える装置が提供される。
【００１０】
また、本発明によって、不適切なサイズの基板、たとえば不適切な厚さおよび／または長さを有する基板を検出する、本発明によるデバイスを備える装置が提供される。基板は、種々の異なる組成を有することができ、不透明または光透過性とすることができる。
【００１１】
本発明によって、対向する面間の間隔の小さな変化を検出する方法も提供される。
【００１２】
また、本発明によって、装置内の複数供給を検出する方法が提供される。
【００１３】
また、本発明によって、装置の構成要素の摩損または汚染を検出する方法が提供される。
【００１４】
また、本発明によって、不適切な基板が装置内に供給されたかを測定する方法が提供される。
【００１５】
種々の例示実施形態によれば、対向する面間の間隔の小さな変化を検出する、本発明による装置は、第１面と、第１面に対して可動である第２面と、第１面または第２面と結合されて作用する強磁性材料（永久磁石）と、第１面または第２面と結合されて作用する巨大磁気抵抗（giant magneto resistance：ＧＭＲ）効果センサと、を備える。印加電流下において、強磁性材料からセンサに作用する外部磁界の大きさの変化に応じて、センサの内部磁界結合および抵抗は変化する。第１面と第２面の間の外部磁界Ｆの大きさは、強磁性材料の磁気特性によって決定され、磁気材料の中心と対象物の位置またはセンサの配置場所との間隔ｄの関数でもある。デバイスによって、第１面と第２面が相互に向かってまたは相互に離れて移動することによって生じる第１面と第２面の間隔の変化が検出される。センサの内部磁界および抵抗の変化は、第１面と第２面の間隔の変化と相互に関連づけることができる。
【００１６】
本発明によるデバイスは、対向する両面の間隔の小さな変化が何らかの状態の変化または問題が発生したことを示す種々の応用分野において用いることができる。本デバイスは、特に、像形成装置において用いると有利である。本デバイスは、像形成装置の供給経路に配置し、複数供給および不適切なサイズの基板の供給などの基板供給問題を検出することができる。本デバイスは、像形成装置において、他の目的、たとえば、表面の摩損および／または汚染を検出するために用いることもできる。
【００１７】
種々の例示の実施形態によれば、本発明の方法は、外部磁界の存在下において、巨大磁気抵抗効果センサに電流を印加し、第１面が第２面に対して相対的に移動するとき、たとえば、対象物が第１面と第２面の間を通過するときなどに、強磁性材料からセンサに作用する外部磁界の大きさの変化に応じて、センサの内部磁界結合および抵抗の変化をセンサに生じさせることを含む。センサ内部磁界および抵抗のこの変化は、第１面と第２面の間隔の変化と相互に関係付けられ、次に、この間隔の変化は対象物の寸法と相互に関係付けることができる。
【００１８】
本発明のこれらのおよび他の特徴および長所は、本発明によるシステムおよび方法に関する種々の例示実施形態についての以下の詳細な説明に記載またはその説明から明らかになる。
【００１９】
本発明によるシステムおよび方法の種々の例示実施形態について、添付図面を参照して以下に詳細に述べる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
本発明によって、面間の間隔の小さな変化を検出することができるデバイスと、さらに本デバイスを備える装置とが提供される。本発明による例示実施形他のデバイスは、面間の間隔の変化によって何らかの状態が変化したことが示される種々の応用分野において用いることができる。たとえば、面間の間隔変化によって、それぞれが同じ寸法を有する対象物が面間に置かれたことが示される。間隔変化によって、対象物の寸法のある一定の公称値より大または小のいずれかの寸法を有する対象物が面間に置かれたことも示すことができる。間隔変化によって、部材の摩損が存在し、その結果、その部材と他の部材の間隔が変化したことを示すこともできる。この間隔変化によって、物質、たとえば汚染物が部材の表面上に存在し、その結果、その部材と他の部材間の見かけ間隔が変化したことも示すことができる。
【００２１】
本発明によるデバイスの用途の一例は、像形成のため、またはラベルなどの標識を基板に貼付するため、基板を移送する経路を備える像形成装置である。本デバイスは、種々の目的、たとえば、供給経路上における基板の複数供給、不適切な基板寸法、構成要素の摩損および／または汚染、および他の状態などを検出するため、これらの装置に用いることができる。
【００２２】
本デバイスは、基板が供給経路に沿って像形成器まで移送され、基板上に像が形成される像形成装置における使用に、特に、有利である。以下に、本発明によるデバイスの例示実施形態を、このような像形成装置について述べる。
【００２３】
像形成装置において、基板は、１面または対向する２面に像形成することができる。このような像形成装置は、単独またはタンデムのプリントエンジンを備え、それぞれ、１面像および両面像を形成することができる。像形成装置の作動中、シート間の静電吸引、シート間の付着、および他の原因によって、複数供給が発生する場合がある。その結果、紙詰まりが供給経路に沿って発生し、紙詰まりを取り除くことができるまで装置を停止しなければならない場合がある。その上、複数供給が発生した場合、基板は、像形成されずに装置を通過することができる。タンデムプリントエンジン装置において、複数供給が発生した場合、基板の両面に印刷することは不可能であり、その結果、両面プリントを形成することはできない。
【００２４】
本発明によって、像形成装置に用いて複数供給の発生を検出し、供給経路紙詰まりを減少させ、像が形成されない基板の発生を減少し、タンデムプリントエンジン像形成装置の両面印刷効率を向上することができるデバイスが提供される。
【００２５】
本発明によるデバイスは、像形成装置に用いて、基板と接触する表面の摩損および／または汚染を検出することもできる。したがって、本デバイスを用いて、像形成装置が保守を必要とすることを操作者に警告することもできる。
【００２６】
本発明によるデバイスは、像形成装置に用いて、不適切なサイズの基板が像形成のため装置に供給されたことを検出することもできる。たとえば、本デバイスを用いて、基板が適切な厚さおよび／または長さを有しないことを検出することもできる。したがって、操作者に、別のシートを供給する必要があることを警告することが可能であり、その結果、廃棄物が減少される。
【００２７】
図１は、２つの対向する面の間隔の変化を検出するデバイス２０の第１例示実施形態を示す図である。デバイス２０は、第１部材３０と、第２部材５０を備える。第１部材３０は、軸３６に取り付けられる軸受け３４を有する１対のローラ３２を備える。ローラ３２は、外面３８を有する。
【００２８】
第２部材５０は、軸５６に取り付けられる軸受け５４を有するローラ５２を備える。図１に示す第１例示実施形態によれば、強磁性材料５８は、ローラ５２の少なくとも一部に備えられる。第２部材５０は、第２部材５０が第１部材３０に向かってまたはそれから離れて移動できるように、弾性要素６２によって支持面６０に可動自在に結合される。これによって、第２部材５０が、矢印６４によって示されるように、面６０に対して動くことが可能となる。図１に示すローラ構造は、たとえば、中心見当合わせローラ構造として、像形成装置の供給経路の中心付近に配置することができる。
【００２９】
図１に示す例示実施形態によれば、第１部材３０は固定されるが、別の様式によって、第２部材５０を固定し、一方、第１部材３０を第１部材５０に対して可動とすることができる。たとえば、第１部材３０は、弾性要素、たとえば弾性要素６２を用いて支持面に固定することができる。
【００３０】
デバイス２０は、センサ７０を備え、センサ７０は強磁性材料５８からセンサ７０に作用する外部磁界Ｆを検出するように配置される。センサ７０は、軸３６がセンサ７０に対して回転し、一方、センサ７０は静止したままであることが可能であるように、軸３６に取り付けられる。
【００３１】
図２は、本発明によるデバイス１２０の例示実施形態を示す図である。この第２例示実施形態によれば、第１部材１３０は、面１３８を有する単独のローラ１３２を備える。センサ１７０は、ローラ１３２の隣に配置される。センサ１７０によって、第２部材１５０に備えられる強磁性材料１５８からセンサ１７０に作用する外部磁界Ｆが検出される。
【００３２】
デバイス１２０は、たとえば、通常、像形成装置の供給経路の端部に隣接して配置される端部見当合わせローラ構造として備えることができる。このことによって、いかなる条件下においても、デバイスを迅速に保守し、容易に改装することが可能となる。あるいは、たとえば、図１に示す中心見当合わせローラ構造が、供給経路の中心付近に配置される。
【００３３】
本発明によるデバイス２０および１２０の種々の例示実施形態によれば、センサ７０および１７０は、対向する面の間隔の小さな変化を検出するために十分な感度である。デバイス２０において、センサ７０は、面３８と強磁性材料５８の間隔の変化を検出することができる。図２に示すデバイス１２０において、センサ１７０は、面１３８と強磁性材料１５８の間隔の変化を検出することができる。
【００３４】
小さな間隔変化を検出するために十分な高感度を有する例示の形式のセンサは、巨大磁性抵抗（ＧＭＲ）効果センサである。巨大磁性抵抗効果センサにおいては、非常に薄い磁性フィルムと非磁性であるが導電性のフィルムが交互に配置（インターリーブ）され、隣接する磁性層間において反強磁性結合される磁界が生成され、次に、電流がセンサに印加されるとき、この磁界によって高い抵抗（電子散乱による）が生成される。たとえば、強磁性材料によって外部磁界がこの配列に印加されると、隣接する磁性層間の磁界は、外部磁界と整合され平行配置となり、電流の抵抗が減少する。巨大磁性効果センサに対する強磁性材料の動き、たとえばセンサ７０または１７０と強磁性材料５８または１５８の間隔の変化によって生じる動きによる外部磁界の変化によって、巨大磁性抵抗効果センサの内部磁界結合および抵抗の変化が誘発される。抵抗のこれらの変化は、センサの電圧出力の変化として表される。強磁性材料の磁界Ｆは、下式によってセンサと強磁性材料の間隔ｄに関係付けられる。すなわち、
【数１】
0004511711.tif 000002
【００３５】
この関係によれば、ｄの非常に小さな変化によってさえも、磁界Ｆは相当に変化、すなわち増大または減少され、センサ７０または１７０によって、対向する面間の非常に小さな間隔変化を検出することが可能となる。
【００３６】
デバイス２０および１２０の強磁性材料５８および１５８は、任意の適切な強磁性材料とすることができる。たとえば、強磁性材料５８および１５８は、コバルト、ニッケルまたは鉄などの遷移金属、希土類元素、遷移元素および／または希土類元素を含む金属合金、セラミック材料、磁性ゴム材料、などとすることができる。たとえば、適切な強磁性材料は、亜鉄酸バリウム、亜鉄酸ストロンチウム、およびアルミニウム−ニッケル−コバルト材料などである。
【００３７】
強磁性材料５８および１５８は、第２部材５０および１５０に、適切な形態で備えることができるし、またはそれと結合することができる。たとえば、図１および図２に示す強磁性材料５８および１５８は、それぞれ環状構造を有する。強磁性材料５８および１５８のリングは、それぞれローラ５２および１５２を覆って適合するサイズとされる。強磁性材料５８および１５８のリングは、任意の適切な結合技術を用いて、ローラ５０または１５０に結合することができる。強磁性材料５８および１５８のリングは、ローラ５０または１５０上に締まりばめすることができる。種々の例示実施形態によれば、ローラ５２および１５２の外面が、像形成中、第１部材３０または１３０と第２部材５０または１５０の間を通過する基板と適切に接触するように、強磁性材料５８および１５８の外面は、それぞれ、ローラ５２および１５２の外面とほぼ同じ高さである。
【００３８】
あるいは、強磁性材料５８および１５８は、それぞれ、ローラ５２および１５２などの基板上の被覆として形成することができる。被覆は、強磁性材料を基板上に塗布する任意の被覆技術によって形成することができる。被覆は、任意の適切な基板材料、たとえばプラスチック、金属、またはセラミックに塗布することができる。基板を被覆する方法の例には、電気メッキによって基板上に電気メッキされた強磁性材料層を形成することが含まれる。
【００３９】
本発明によるデバイスの他の例示実施形態によれば、強磁性材料は、他の面に向かってまたはそれから離れて移動する面を有する部材の上またはその部材を覆って形成される。たとえば、図１を参照すると、強磁性材料５８は、軸５６上に備えることができる。このような例示実施形態によれば、センサ７０は、第１部材３０と第２部材５０のそれぞれ選択された面間の間隔変化を検出できるように、強磁性材料からセンサに作用する磁界を検出するため適切に配置される。このような例示実施形態によれば、磁石は、種々の形態、たとえば、長方形、円筒状、方形、または他の適切な形状を有することができる。
【００４０】
センサ７０および１７０は、それぞれ第１部材３０および１３０の任意の適切な位置に取り付けることができる。たとえば、センサ７０は、図１に示すように、軸３６上のローラ３２の間に、または図２に示すように、軸１３６上のローラ１３２に隣接する位置に、取り付けることができる。
【００４１】
しかし、他の例示実施形態によれば、代替方法として、センサは、デバイスが設置されている、装置の他のいずれかの部材に取り付けることができる。
【００４２】
本発明のデバイスのまた別の例示実施形態によれば、強磁性材料の位置は、センサに関して変更することができる。図３および４と、図５および６と、図７および８は、それぞれ、センサ２７０に関して、円筒状形状の強磁性材料２５８の３種の異なる配置を示す平面図および側面図である。図示のように、センサ２７０の長軸に対応するｙ軸上の強磁性材料２５８の位置は、変えられる。図３および４に示す配置において、強磁性材料２５８は、センサ２７０の長さ方向に沿ってほぼ中心に配置される。図５および６において、強磁性材料２５８は、ｙ軸に沿って、センサ２７０の端部付近に配置される。図７および８において、強磁性材料２５８は、強磁性材料２５８の表面とセンサ２７０が直接に重ならず相互に対向するように、ｙ軸に沿って、センサ２７０の端部から外側の近くに配置される。
【００４３】
図９および１０と、図１１および１２は、それぞれ、センサ３７０に関して、長方形形状の強磁性材料３５８の２種の異なる配置を示す各平面図および各側面図である。図９および１０において、強磁性材料３５８は、センサ３７０に関して平行に方向付けられ、ｘ軸方向においてセンサ３７０の軸を外して置かれる。図１１および１２において、強磁性材料３５８は、ｚ軸に沿って垂直に方向付けられ、ｙ軸に沿ってセンサ３７０のほぼ中心上にある。
【００４４】
本発明の発明者らによって実施された試験において、異なる抵抗を有する２種の巨大磁気抵抗（ＧＭＲ）効果センサが、図３〜１２に示す強磁性材料形態と組み合わせて用いられた。巨大磁性抵抗（ＧＭＲ）効果センサ２７０および３７０は、ミネソタ州のＥｄｅｎ  ＰｒａｒｉｅのＮＶＥ  Ｉｎｃ．製のモデル番号ＡＡ００５−０２およびＡＡ００２−０２であり、それぞれ、０．４５〜０．６５ｍＶ／Ｖ／Ｏｅおよび３〜４．２ｍＶ／Ｖ／Ｏｅの感度を有した。図３〜８に示す強磁性材料２５８は、亜鉄酸バリウムと亜鉄酸ストロンチウムからなる組成物を有した。図９〜１２に示す強磁性材料３５８は、アルミニウム−ニッケル−コバルトからなる組成物を有した。
【００４５】
試験結果によって、図７および８に示す配置によってｚ軸方向における強磁性材料２５８の最大範囲（約２．７ｍｍ）の動きが可能となり、この範囲全域において、巨大磁気抵抗効果センサ２７０の応答感度は所望値の約２２０ｍＶ／ｍｍより高いことが明らかになった。範囲の拡大によって、強磁性材料２５８およびセンサ２７０の配置の調整性の拡大が可能となる。範囲の拡大によって、厚い基板などの対象物について間隔変化を検出することも可能となる。図５および６に示す配置によって、強磁性材料２５８のｚ軸方向の約２．１ｍｍの範囲の動きが可能となる。
【００４６】
図９〜１２に示す長方形の強磁性材料３５８の場合、図１１および１２に示す配置によって、強磁性材料３５８のｚ軸方向の最大範囲の動きが可能となる。この範囲は、約１．６ｍｍであり、この範囲全域において、巨大磁気抵抗効果センサ３７０の応答感度は約２２０ｍＶ／ｍｍより高かった。
【００４７】
当業者は、図３〜１２に示す配置は例示のためのみであることを理解するであろう。強磁性材料および巨大磁気抵抗効果センサの他の適切な配置を用いることも可能であり、この場合、強磁性材料による外部磁界の変化によって、センサの内部磁界結合が外部磁界と平行様式に再整合され、その結果、センサの抵抗および電圧出力が変更される。
【００４８】
本発明によるデバイスの種々の例示実施形態によれば、デバイスによって、面間の間隔について約０．０１ｍｍ程度の小さい変化を検出することが可能となり、その場合、センサ出力は約２０００ｍＶ／ｍｍとなる。この厚さは、シート、たとえば通常像形成装置に用いられるＸｅｒｏｘ  ４０２０−２０＃用紙の厚さの１０分の１である。通常、これらのシートの厚さは、約０．１ｍｍである。したがって、本デバイスは、像形成装置における用紙の複数供給を検出するため十分な感度を有する。
【００４９】
面間の間隔変化を検出する方法の例示実施形態について、図１３および１４を参照して述べる。図１３によれば、単独の基板４００は上部ローラ４５２と下部ローラ４３２の間を通過し、上部ローラ４５２は少なくともその表面領域４６０を形成する強磁性材料４５８を含む。基板４００は、紙、厚紙、プラスチック、または他の材料などとすることができる。通常、上部ローラ４５２と下部ローラ４３２は、これらの間に基板４００が配置されない場合、相互に接触する。基板４００が両ローラの間を通過するとき、基板４００によって上部ローラ４５２と下部ローラ４３２が互いに分離されるように、上部ローラ４５２および／または下部ローラ４３２は、弾力的に偏向させることができる。
【００５０】
センサ４７０は、好ましくは巨大磁気抵抗（ＧＭＲ）効果センサであり、基板４００の反対側に配置される強磁性材料４５８から発し基板４００を通過することができる磁界Ｆ1を検出するように配置される。単独の基板４００が上部ローラ４５２と下部ローラ４３２の間を通過するとき、磁界Ｆ1は、上部ローラ４５２と下部ローラ４３２の間隔と相互に関係付けることができる値を有する。この間隔は基板の厚さｘに対応するので、磁界Ｆ1は、基板厚さと相互に関係付けることができる。
【００５１】
図１４は、２枚の基板４００が上部ローラ４５２と下部ローラ４３２の間を通過する複数供給を示す図である。複数供給によって、上部ローラ４５２と下部ローラ４３２の間隔は間隔２ｘに増大され、この間隔は２枚に基板４００の厚さの合計に等しい。その結果、センサ４７０によって読み取られる磁界Ｆ2は、１／８Ｆ1に等しい値まで減少する。したがって、センサ４７０は、複数供給の発生を容易に検出することができる十分な感度を有する。
【００５２】
本発明による方法の種々の例示実施形態について前述したように、本デバイスを用いて、不適切な基板が装置に供給されたことを検出することができる。たとえば、図１３を参照すると、厚さｘの基板４００が上部ローラ４５２と下部ローラ４３２の間に配置されるとき、強磁性材料に由来しセンサによって読み取られる磁界Ｆは、Ｆ1に等しい。ｘと異なる厚さを有する単独の基板４００が上部ローラ４５２と下部ローラ４３２の間を通過すると、基板４００の厚さがより大きいか小さいかに応じて、磁界Ｆ1は減少または増大する。基板４００の厚さがｘを超えｘ＋Δｘに等しい場合、センサ４７０によって発生する磁界は減少して値Ｆx+Δxとなり、この値はＦ1より小さい。基板４００の厚さがｘ未満でありｘ−Δｘに等しい場合、センサ４７０によって発生する磁界は増大して値Ｆx-Δxとなり、この値はＦ1より大きい。
【００５３】
巨大磁気抵抗（ＧＭＲ）効果センサの抵抗および内部磁気結合は、センサ４７０と強磁性材料４５８の分離に対する感度が極めて高いので、センサは、基板の厚さの非常に小さい差Δｘを検出することができる。前述したように、巨大磁気抵抗（ＧＭＲ）効果センサによって、約０．０１ｍｍ程度の小さい、面間の間隔の変化を検出することができる。この間隔は、像形成装置において用いられる通常の紙のシートの厚さの約１０％である。したがって、これらのセンサによって、通常のシート厚さの約１０％程度の小さい変化を有する不適切なシート厚さのシートを検出することができる。
【００５４】
前述したように、本発明によるデバイスの他の例示実施形態を用いて、不適切な長さの対象物を検出することもできる。図１３を参照すると、対象物４００は長さＬを有する。したがって、対象物全体は、両ローラ間を時間ｔで通過することができる。時間は、ｔ＝Ｌ／ｆで表され、ここで、ｆは上部ローラ４５２と下部ローラ４３２の間における対象物４００の供給速度（間隔／時間）である。したがって、長さＬの対象物４００が両ローラ間を供給速度ｆで通過するとき、センサによって読み取られる磁界は時間ｔの場合、値Ｆを有する。対象物が上部ローラ４５２と下部ローラ４３２の間を通過後、上部ローラ４５２と下部ローラ４３２は相互に向き合う方向に動き、両ローラ間の分離が減少するため、磁界は変化する。
【００５５】
厚さは同じであるが長さはＬより長いかまたは短い対象物４００が上部ローラ４５２と下部ローラ４３２の間を通過する場合、その対象物４００の厚さに対応する磁界Ｆは、対象物長さがＬを超える場合は、ｔより長い時間中、読み取られ、対象物長さがより短い場合は、ｔより短い時間中、読み取られる。したがって、本発明によるデバイスを用いることによって、値Ｆの磁界が読み取られる時間を、所望の長さＬを有する対象物に対応する所定の時間と比較して、不適切な対象物長さを検出することが可能となる。
【００５６】
前述したように、本発明によるデバイスの種々の例示実施形態を用いて、構成要素表面の摩損を検出することもできる。図１３を参照すると、上部ローラ４５２は外径Ｄを有する。上部ローラ４５２の外面４６０が摩損すると、上部ローラ４５２の外径がΔＤだけ減少する。上部ローラ４５２の外径のこの減少によって、上部ローラ４５２の外面４６０とセンサ４７０の間隔が減少する。その結果、センサ４７０によって読み取られる磁界Ｆは、増大する。したがって、摩損によって上部ローラ４５２の外径にセンサ４７０の感度内の変化が生じたとき、磁界のこの変化に基づいて、デバイス４２０によって、上部ローラ４５２の摩損を検出することができる。
【００５７】
前述したように、本発明によるデバイスの種々の例示実施形態を用いて、構成要素表面上に存在する汚染物を検出することもできる。図１３を参照すると、上部ローラ４５２の外面４６０上に汚染物が存在する場合、外面４６０とセンサ４５２の間隔は、外面４６０上の汚染物の厚みにほぼ等しい量だけ増大する。その結果、センサ４７０によって読み取られる磁界Ｆは、減少する。したがって、汚染物厚みがセンサ４７０の感度内である場合、上部ローラ４５２の外面４６０の清浄状態においてセンサ４７０によって読み取られる磁界を、デバイス４２０の操作後にセンサ４７０によって読み取られる磁界と比較することによって、構成要素、たとえば、像形成装置のローラ上の汚染物の存在を検出することができる。
【００５８】
摩損および汚染物はセンサ４７０によって測定することができるが、適切なアルゴリズムが実装される場合、複数供給を検出するセンサ４７０の機能は、これによって影響されない。図１５を参照すると、センサ４７０によって、基板厚さに比例する電圧出力が与えられる。基板が存在しない場合、出力電圧はｖ0である。基板が存在する場合、出力電圧はｖnである。実際の基板厚さＶNは、下式によって表される。
【数２】
ＶN＝ｖn−ｖ0
【００５９】
幾つかのケースを例示すると、
ａ）ＶN＞（ＶT＝Ｘ・ＶN-1）、ここで、試験から決定されるＸが１より大きい場合、複数供給が存在する。
【００６０】
ｂ）任意の時点ｔにおいて、構成要素の摩損が発生した場合、センサと強磁性材料の間隔は減少し、磁界Ｆおよびセンサの出力電圧は増大する。ここで、ｖ0はｔによって変化し、ｖ0（ｔ）＞ｖ0（０）である。
【００６１】
ｃ）任意の時点ｔにおいて、汚染が発生した場合、センサと強磁性材料の間隔は増大し、磁界Ｆおよびセンサの出力電圧は減少する。ここで、ｖ0はｔによって変化し、ｖ0（ｔ）＜ｖ0（０）である。
【００６２】
ケース（ｂ）および（ｃ）に基づいて、摩損または汚染の場合、ｖ0の値は変化する。図７および８に示す例示配置によれば、ｖ0は、ｚ＝３．７ないし６．４ｍｍ（Δｚ＝２．７ｍｍ）のｚ位置に対応する値を有し、さらに少なくとも２２０ｍＶ／ｍｍの複数供給出力を与えることができる。したがって、汚染および／または摩損が発生した場合でも、本発明によるデバイスの複数供給検出性能は影響を受けない。
【００６３】
本発明によるデバイスを用いて、像形成装置において、種々の基板について、複数供給および不適切な基板サイズを検出することができる。たとえば、像形成基板は、種々の形式の紙、厚紙、などとすることができる。基板として、光透過性材料、たとえばポリマー材料を用いて透明性を形成することもできる。本発明によるデバイスによって、光センサを備える従来のシステムのように光透過性材料上に検出用ストリップを配置する必要がなく、これらの材料を検出することができるという利点が提供される。
【００６４】
基板は、シートであっても、封筒などであってもよい。基板は、種々の寸法および形状とすることができる。
【００６５】
本デバイスは、金属基板、たとえば薄い金属シートを供給する装置に用いることもできることは予測される。これらの実施形態において、巨大磁気抵抗効果センサおよび強磁性材料は、強磁性材料によって発生されセンサによって読み取られる磁界が薄い金属シートによって悪影響を受けないように配置される。その上、複合材料も本デバイスによって検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明による検出デバイスの第１例示実施形態を示す図である。
【図２】  本発明による検出デバイスの第２例示実施形態を示す図である。
【図３】  巨大磁気抵抗効果センサに関する、円筒形を有する第１強磁性材料の第１例示構造を示す平面図である。
【図４】  巨大磁気抵抗効果センサに関する、円筒形を有する第１強磁性材料の第１例示構造を示す側面図である。
【図５】  巨大磁気抵抗効果センサに関する、第１強磁性材料の第２例示構造を示す平面図である。
【図６】  巨大磁気抵抗効果センサに関する、第１強磁性材料の第２例示構造を示す側面図である。
【図７】  巨大磁気抵抗効果センサに関する、第１強磁性材料の第３例示構造を示す平面図である。
【図８】  巨大磁気抵抗効果センサに関する、第１強磁性材料の第３例示構造を示す側面図である。
【図９】  巨大磁気抵抗効果センサに関する、長方形形状を有する第２強磁性材料の第１例示構造を示す平面図である。
【図１０】  巨大磁気抵抗効果センサに関する、長方形形状を有する第２強磁性材料の第１例示構造を示す側面図である。
【図１１】  巨大磁気抵抗効果センサに関する、第２強磁性材料の第２例示構造を示す平面図である。
【図１２】  巨大磁気抵抗効果センサに関する、第２強磁性材料の第２例示構造を示す側面図である。
【図１３】  本発明による検出デバイスの例示実施形態の側面図であり、単独の基板が第１部材と第２部材の間を通過するとき第１部材と第２部材間の分離を示す図である。
【図１４】  図８の検出デバイスの側面図であり、２枚の基板を含む複数供給が第１部材と第２部材の間を通過する間、第１部材と第２部材の分離が増大することを示す図である。
【図１５】  本発明による検出デバイスの実施形態の操作アルゴリズムを例示する図である。
【符号の説明】
２０、１２０、４２０  デバイス、３０、１３０  第１部材、３２、５２、１３２、１５２  ローラ、３４、５４  軸受け、３６、５６、１３６  軸、３８、１３８  面（外面）、５０、１５０  第２部材、５８、１５８、２５８、３５８、４５８  強磁性材料、６０  支持面（面）、６２  弾性要素、７０、１７０、２７０、３７０、４７０  センサ、４００  基板（対象物）、４３２  下部ローラ、４５２  上部ローラ、４６０  表面領域（外面）。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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